王玉珍,黃曉,蔡麗平*,鄭惠欣,侯曉龍, 周垂帆,張虹,黃鵬萍,華聰
(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院,福建 福州 350002;2.海峽兩岸紅壤區(qū)水土保持協(xié)同創(chuàng)新中心,福建 福州 350002)
寬葉雀稗(Paspalumwettsteinii),多年生禾本科雀稗屬草本植物,分蘗能力強(qiáng),莖節(jié)接觸地面易生根,生長(zhǎng)速度快,根系發(fā)達(dá),生態(tài)幅廣,具有耐旱、耐貧瘠、耐酸等優(yōu)良性狀,對(duì)惡劣生境表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性[1-2],由于其產(chǎn)量高且保水固土保肥等效果良好,不斷在我國(guó)南方地區(qū)得以推廣應(yīng)用,并在減輕生境脆弱地區(qū)水土養(yǎng)分流失、改善地區(qū)惡劣生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用[3-4],已經(jīng)成為我國(guó)南方水土流失、邊坡治理中廣泛應(yīng)用的草種,是植被恢復(fù)中理想的先鋒草本植物。
植被生長(zhǎng)大多從種子萌發(fā)開(kāi)始,種子萌發(fā)是植物新個(gè)體形成的關(guān)鍵時(shí)期,是植物生長(zhǎng)最為脆弱的階段,同時(shí)對(duì)植物種群繁殖、擴(kuò)展及植被恢復(fù)意義重大[5-6]。種子萌發(fā)與植物生長(zhǎng)受到自身因素和溫度、土壤環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)等因素的共同影響[7]。溫度是影響種子萌發(fā)的重要因素,溫度變化會(huì)使土壤溫度、土壤濕度、土壤微生物活動(dòng)、種子內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及酶活性、光合作用、蒸騰作用等產(chǎn)生變化,對(duì)植物種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)有重要的影響[8-10]。
土壤條件的優(yōu)劣對(duì)于生態(tài)脆弱、植被退化地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)尤為重要,特別是我國(guó)南方紅壤丘陵區(qū),氣候溫暖濕潤(rùn),植被恢復(fù)的最主要限制因子是土壤條件。在南方紅壤侵蝕區(qū),表層土壤在徑流作用下極易沖刷流失,細(xì)粒土壤更易流失,表層土壤養(yǎng)分散失,而且造成表層土壤粗粒化、砂礫化[11-13],在太陽(yáng)輻射下,粗?;⑸暗[化的土壤表層溫度升高,水分蒸發(fā)量增加,土壤含水量下降[14-16]。因此,水土流失區(qū)水肥缺乏,是由于水溶性成分及表層土壤流失、土壤顆粒組成變化造成的。土壤顆粒是土壤的最基本組成單元,土壤顆粒組成發(fā)生變化,影響土壤含水量、緊實(shí)度、粘結(jié)性、通氣透水性及土壤養(yǎng)分狀況等,進(jìn)而影響植物種子的萌發(fā)、植株生長(zhǎng)與植被恢復(fù)[17-20]。
目前單一的環(huán)境因子,如溫度、水分、光照、通氣條件、鹽堿性、營(yíng)養(yǎng)元素、重金屬元素等及雙因子條件對(duì)植物種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的影響已有較多研究。土壤顆粒是土壤的最基本組成單元,土壤顆粒組成影響其他土壤環(huán)境因子。在自然條件下,土壤顆粒組成受到氣候、地形、植被等作用,影響其他土壤環(huán)境因素,進(jìn)而對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生聯(lián)合作用,但關(guān)于土壤顆粒組成與溫度的聯(lián)合效應(yīng)尚未見(jiàn)相關(guān)研究報(bào)道。鑒于此,本試驗(yàn)以水土流失區(qū)先鋒草本植物寬葉雀稗為試驗(yàn)材料,配制不同徑級(jí)土壤顆?;旌贤寥雷鳛榉N子萌發(fā)的培養(yǎng)基質(zhì),研究不同培養(yǎng)溫度條件下土壤顆粒組成對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響,旨在探討水土流失區(qū)適宜寬葉雀稗種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的條件,以期為水土流失區(qū)植被恢復(fù)、邊坡治理提供理論依據(jù)。
以寬葉雀稗種子(購(gòu)自云南今業(yè)生態(tài)建設(shè)集團(tuán)有限公司)為試驗(yàn)材料,選取籽粒飽滿、大小均一的種子,進(jìn)行消毒與浸種處理,供試驗(yàn)備用。試驗(yàn)用土于2016年4月取自福建省長(zhǎng)汀縣河田鎮(zhèn)水土流失區(qū)(25°37′15.92″ N,116°27′21.11″ E),將土壤自然晾干,并按>2 mm、1~2 mm、<1 mm 3種不同粒徑進(jìn)行分離。鑒于我國(guó)南方土壤粗晶顆粒含量高,水土流失區(qū)土壤砂礫化嚴(yán)重的特點(diǎn),結(jié)合土壤侵蝕程度、土壤顆粒組成的差異,模擬不同侵蝕程度的土壤流失環(huán)境,將不同徑級(jí)土壤按表1進(jìn)行混合,配制成5種不同土壤顆粒組成的新土壤,作為寬葉雀稗種子萌發(fā)的培養(yǎng)基質(zhì),以鋁盒(直徑10 cm,高8 cm)作為培養(yǎng)容器。將不同土壤顆粒配比的土壤分別等重量裝在培養(yǎng)容器中,保持鋁盒內(nèi)土壤表面平整,然后將30粒處理好的寬葉雀稗種子均勻平鋪播種在盒土表面,播種后均勻覆土1~2 cm,覆土用土與盒土一致,每盒覆土重量一致,最后澆水(剛好吸持,而不滲濾),每個(gè)處理3次重復(fù)。試驗(yàn)于2016年7-12月在LT-ACC400人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)。培養(yǎng)條件:溫度15、20、25、30 ℃,空氣濕度75%,每日12 h光照強(qiáng)度4000 lx、12 h黑暗處理。每天定時(shí)通過(guò)稱(chēng)重法補(bǔ)充水分,以彌補(bǔ)植物生長(zhǎng)吸水及水分蒸發(fā)損失。
表1 不同土壤顆粒組成配比Table 1 Proportion of different soil particle composition (%)
1.2.1種子發(fā)芽指標(biāo)測(cè)定 試驗(yàn)后每天定時(shí)觀測(cè)并記錄種子發(fā)芽情況,以種子胚芽頂出土層作為發(fā)芽判定依據(jù),每個(gè)鋁盒中首粒種子發(fā)芽之日作為發(fā)芽的開(kāi)始期,試驗(yàn)持續(xù)28 d。測(cè)定不同處理下寬葉雀稗種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。
發(fā)芽率(germination rate,GR)=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100% 發(fā)芽勢(shì)(germination energy,GE)=發(fā)芽高峰期時(shí)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%
式中:種子發(fā)芽高峰期為種子發(fā)芽速率最大期,本研究15、20、25、30 ℃時(shí)種子發(fā)芽高峰期分別在播種后第20、12、9、6 天。
發(fā)芽指數(shù)(germination index, GI)=∑(Gt/Dt)
式中:Gt為時(shí)間t的發(fā)芽數(shù);Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。
活力指數(shù)(vigor index, VI)=S×∑(Gt/Dt)
式中:S為幼苗鮮重。
1.2.2幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 待發(fā)芽期結(jié)束后,從土壤中小心取出整株幼苗,用超純水清洗干凈,將幼苗地上部與地下部分離,用濾紙吸干水分后分別測(cè)定其苗高、根長(zhǎng),然后置于烘箱105 ℃殺青30 min,80 ℃烘干至恒重進(jìn)行生物量測(cè)定。
通過(guò)Microsoft Excel、SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析,用Origin 8.5進(jìn)行圖形繪制。
2.1.1對(duì)發(fā)芽進(jìn)程的影響 由圖1可知,溫度顯著影響寬葉雀稗種子發(fā)芽進(jìn)程。隨著溫度升高,寬葉雀稗種子在各種土壤顆粒組成的培養(yǎng)基質(zhì)中的初始發(fā)芽時(shí)間提前,由種子播種后的第10天提前至第3 天,發(fā)芽結(jié)束時(shí)間由種子播種后的第26天提前至第9天。隨著溫度升高,種子發(fā)芽速率加快,發(fā)芽歷時(shí)縮短。
土壤顆粒組成對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽進(jìn)程有較大影響,但不同溫度條件下,土壤顆粒組成對(duì)種子發(fā)芽進(jìn)程影響不同。15 ℃時(shí),土壤配比Ⅴ的種子初始發(fā)芽時(shí)間較其他配比處理提早3~5 d;20 ℃時(shí),土壤配比Ⅳ、Ⅴ的種子發(fā)芽結(jié)束時(shí)間較其他配比處理延后2 d;25 ℃時(shí),土壤配比Ⅱ、Ⅳ的種子發(fā)芽開(kāi)始時(shí)間較其他配比處理延后1 d;30 ℃時(shí),土壤配比Ⅴ的種子初始發(fā)芽時(shí)間較其他配比處理延后1 d。此外,15、20、30 ℃時(shí),土壤配比Ⅱ、Ⅳ的種子發(fā)芽速率高于配比Ⅰ、Ⅴ,25 ℃時(shí),土壤配比Ⅱ、Ⅲ的種子發(fā)芽速率高于其他配比。
圖1 土壤顆粒配比對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽進(jìn)程的影響Fig.1 Effects of soil particle composition on seed germination progress of P. wettsteinii
2.1.2對(duì)發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響 從圖2可以看出,溫度對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)影響顯著。土壤顆粒組成相同時(shí),種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)在20 ℃時(shí)最高,其次為25 ℃處理,再次為15 ℃處理,而30 ℃時(shí)二者最低,且20 ℃時(shí)種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)均顯著高于15、30 ℃處理。20、25 ℃時(shí),種子發(fā)芽率在配比Ⅳ和配比Ⅴ的土壤中有顯著差異,發(fā)芽勢(shì)在配比Ⅲ、配比Ⅳ和配比Ⅴ的土壤中有顯著差異。
土壤顆粒配比影響種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)。20 ℃時(shí),不同土壤配比的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)無(wú)顯著差異,其他溫度下,土壤配比Ⅴ的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均最低。25 ℃時(shí),土壤配比Ⅴ的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率顯著低于配比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;15、30 ℃時(shí),土壤配比Ⅴ的種子發(fā)芽率顯著低于配比Ⅱ。
圖2 不同溫度條件下土壤顆粒配比對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的影響Fig.2 Effects of soil particle composition on seed germination rate and germination energy of P. wettsteinii under different temperatures 不同小寫(xiě)字母代表不同土壤顆粒配比處理間差異顯著,不同大寫(xiě)字母代表不同溫度處理間差異顯著(P<0.05)。下同。The different lowercase letters indicate significant differences between different soil particle composition treatments, the different capital letters indicate significant differences between different temperature treatments (P<0.05). The same below.
2.1.3對(duì)發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響 由圖3可知,溫度對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)有顯著影響。不同土壤顆粒配比下種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均表現(xiàn)為在20或30 ℃時(shí)最高,再次為25 ℃條件,而在15 ℃時(shí)最低,且種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)在15 ℃時(shí)顯著低于20、30 ℃處理。
土壤顆粒配比對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)有影響。土壤配比Ⅱ、Ⅲ的種子發(fā)芽指數(shù)較高,配比Ⅴ的最低。25 ℃時(shí),配比Ⅳ和配比Ⅴ土壤中的種子發(fā)芽指數(shù)顯著低于其他配比處理,其他溫度條件下,種子發(fā)芽指數(shù)在不同土壤顆粒配比間差異不顯著。土壤配比Ⅱ、Ⅲ的種子活力指數(shù)較高,而配比Ⅴ的較低,但在15和30 ℃時(shí),種子活力指數(shù)在不同土壤顆粒配比間差異不顯著,而20和25 ℃時(shí),種子活力指數(shù)在土壤配比Ⅴ時(shí)顯著低于配比Ⅲ處理。
圖3 不同溫度條件下土壤顆粒配比對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響Fig.3 Effects of soil particle composition on seed germination index and vigor index of P. wettsteinii under different temperatures
2.1.4寬葉雀稗種子發(fā)芽指標(biāo)的雙因素方差分析 通過(guò)溫度和土壤顆粒配比之間的雙因素方差分析可知(表2),寬葉雀稗種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)4個(gè)指標(biāo)在溫度間均達(dá)到極顯著差異;除活力指數(shù)外,其他3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)在土壤顆粒配比間達(dá)到極顯著差異;二因素間的交互作用僅對(duì)發(fā)芽率存在極顯著影響。這表明溫度、土壤顆粒配比對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽存在顯著影響,而二者交互作用對(duì)種子發(fā)芽指標(biāo)影響不顯著。
2.2.1對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響 由表3可知,溫度對(duì)寬葉雀稗幼苗生長(zhǎng)存在顯著影響。相同土壤顆粒配比條件下,寬葉雀稗苗高在25 ℃時(shí)最高,其次為20、30 ℃處理,而15 ℃時(shí)最低,且顯著低于其他溫度處理。土壤顆粒配比相同時(shí),幼苗根長(zhǎng)在15 ℃時(shí)最短;土壤顆粒配比Ⅰ、Ⅱ處理中,根長(zhǎng)在20 ℃時(shí)最長(zhǎng),其他土壤顆粒配比下,根長(zhǎng)在30 ℃時(shí)最長(zhǎng)??梢钥闯?,隨著溫度升高,苗高逐漸增高,25 ℃時(shí)最高,之后下降;根長(zhǎng)在20或30 ℃時(shí)最長(zhǎng);長(zhǎng)度根冠比整體表現(xiàn)為先逐漸下降,至25 ℃時(shí)最小,之后上升。
土壤顆粒組成對(duì)寬葉雀稗幼苗生長(zhǎng)影響顯著。溫度相同時(shí),土壤配比Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的苗高較高,配比Ⅰ的根長(zhǎng)最長(zhǎng)、長(zhǎng)度根冠比最大。15 ℃時(shí),土壤配比Ⅴ的苗高顯著高于其他配比處理,配比Ⅰ、Ⅱ的根長(zhǎng)則長(zhǎng)于其他配比處理。可以看出,土壤配比Ⅰ至配比Ⅴ,隨著土壤顆粒組成中粗粒成分增加和細(xì)粒成分減少,寬葉雀稗幼苗表現(xiàn)出苗高增加、根長(zhǎng)縮短、根冠比(長(zhǎng)度)減小的趨勢(shì)。
表2 寬葉雀稗種子發(fā)芽指標(biāo)的雙因素方差分析Table 2 Variance analysis of two factors for seed germination indexes of P. wettsteinii
注:**表示差異極顯著(P<0.01),*表示差異顯著(P<0.05)。下同。
Note: ** indicates extremely significant differences (P<0.01), * indicates significant differences (P<0.05). The same below.
表3 不同溫度條件下土壤顆粒組成對(duì)寬葉雀稗幼苗生長(zhǎng)的影響Table 3 Effects of soil particle composition on seedling growth of P. wettsteinii under different temperatures
注:不同小寫(xiě)字母代表同列不同土壤顆粒配比處理間差異顯著,不同大寫(xiě)字母代表同行不同溫度處理間差異顯著(P<0.05)。下同。
Note: The different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different soil particle composition treatments, the different capital letters in the same row indicate significant differences between different temperature treatments (P<0.05). The same below.
2.2.2對(duì)幼苗生物量和根冠比的影響 由表4可以看出,寬葉雀稗幼苗生物量隨溫度變化而變化。土壤顆粒配比相同時(shí),寬葉雀稗幼苗地上部、根生物量均表現(xiàn)出隨著溫度的升高先增加后減小的變化趨勢(shì),從15 ℃時(shí)的最小值,逐漸增加,至20或25 ℃時(shí)達(dá)到最大,之后減小,且地上部、根生物量在25 ℃時(shí)顯著大于15 ℃處理。不同溫度下的幼苗生物量根冠比隨不同土壤顆粒配比存在差異:土壤顆粒配比Ⅰ、Ⅳ的生物量根冠比在15 ℃處理下高于其他溫度處理;土壤配比Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ的生物量根冠比則在25 ℃處理下高于其他溫度處理。
寬葉雀稗幼苗生物量隨土壤顆粒配比不同而不同。從配比Ⅰ至配比Ⅴ,寬葉雀稗幼苗生物量先逐漸增加后下降,其中地上部生物量至配比Ⅲ或Ⅳ達(dá)到最大值,根生物量至配比Ⅳ達(dá)到最大值。不同溫度條件下,土壤顆粒配比對(duì)幼苗生物量根冠比的影響不同:15、30 ℃時(shí),土壤配比Ⅳ的生物量根冠比高于其他配比處理;20、25 ℃時(shí),土壤配比Ⅴ的生物量根冠比則高于其他配比處理。
2.2.3寬葉雀稗幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的雙因素方差分析 由表5可以看出,寬葉雀稗幼苗各生長(zhǎng)指標(biāo)在溫度間的差異均達(dá)到極顯著水平;除幼苗根長(zhǎng)外,其他生長(zhǎng)指標(biāo)在土壤顆粒配比間的差異均達(dá)到顯著或極顯著水平;溫度與土壤顆粒配比二因素的交互作用對(duì)寬葉雀稗幼苗長(zhǎng)度根冠比、地上部生物量、根生物量存在顯著或極顯著的影響。
表4 不同溫度條件下土壤顆粒組成對(duì)寬葉雀稗幼苗生物量和根冠比的影響Table 4 Effects of soil particle composition on seedling biomass and root-shoot ratio of P. wettsteinii under different temperatures
表5 寬葉雀稗幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的雙因素方差分析Table 5 Variance analysis of two factors for seedling growth indexes of P. wettsteinii
土壤顆粒組成是土壤結(jié)構(gòu)、土壤質(zhì)地的重要表征。研究發(fā)現(xiàn),土壤細(xì)顆粒含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)性[21];隨著土壤黏粒、粉粒含量不斷增加,土壤質(zhì)地逐漸變細(xì),土壤全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)、大團(tuán)聚體含量顯著增加[22]。土壤顆粒配比通過(guò)影響土壤緊實(shí)度、粘結(jié)性、通透性、田間持水量等因素從而對(duì)土壤水、肥、氣、熱進(jìn)行重新分配與調(diào)整,最終影響種子萌芽[17-20]。王友鳳[23]研究表明,在沙土與粘土混合基質(zhì)中,福建青岡(Cyclobalanopsischungii)種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均高于沙土、粘土處理;劉建鳳[24]研究表明,6種不同類(lèi)型實(shí)驗(yàn)用玉米(Zeamays)種子在粘土中發(fā)芽率最高,在壤土、沙土中發(fā)芽率相對(duì)較低;曹玲玲等[25]研究發(fā)現(xiàn),常溫條件下,水青樹(shù)(Tetracentronsinense)種子在腐殖土、生境土中的發(fā)芽情況顯著優(yōu)于沙土條件。本研究發(fā)現(xiàn),15、25、30 ℃時(shí),寬葉雀稗種子發(fā)芽指標(biāo)在土壤粗顆粒含量較多時(shí)(配比Ⅴ)均低于其他配比處理,種子活力指數(shù)在土壤粗細(xì)顆粒含量適中時(shí)(配比Ⅱ、Ⅲ)均高于其他配比處理。雙因素方差分析表明,種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)在土壤顆粒配比間的差異達(dá)到極顯著水平。隨著土壤粗質(zhì)顆粒比例的增加,寬葉雀稗種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均相對(duì)較低。這是由于土壤粗顆粒的減少、細(xì)粒的增加能夠改變土壤顆粒的壘結(jié)與排列方式,從而增加土壤緊實(shí)度,減少土壤孔隙度,形成良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu),提高土壤持水性能,減少土壤水分蒸發(fā)與養(yǎng)分流失,增加土壤對(duì)于養(yǎng)分的固持能力,最終優(yōu)化種子萌發(fā)條件,促進(jìn)種子發(fā)芽速率的提高,而隨著土壤粗顆粒比例增加,土壤顆粒間固結(jié)力下降,土壤持水保肥性能下降,不利于種子發(fā)芽[20,26]。
王友鳳[23]研究表明,福建青岡種子在沙土、粘土中分別在第9天、第10天發(fā)芽數(shù)趨于穩(wěn)定,達(dá)到最大萌發(fā)率,而在沙土、粘土混合基質(zhì)中,種子發(fā)芽結(jié)束時(shí)間有所延遲,在第11天萌發(fā)率達(dá)到最大值。本研究結(jié)果表明,15 ℃時(shí),種子初始發(fā)芽時(shí)間在土壤顆粒配比Ⅴ中較其他配比提早3~5 d;25 ℃時(shí),種子發(fā)芽開(kāi)始時(shí)間在土壤配比Ⅱ、Ⅳ中較其他配比延后1 d;30 ℃時(shí),種子初始發(fā)芽時(shí)間在土壤配比Ⅴ中較其他配比延后1 d;而20 ℃時(shí),種子發(fā)芽結(jié)束時(shí)間在土壤配比Ⅳ、Ⅴ中較其他配比延后2 d??梢?jiàn),寬葉雀稗種子發(fā)芽進(jìn)程隨不同溫度表現(xiàn)出不同的差異,具體機(jī)理有待進(jìn)一步研究。
另有研究表明[27-28],在黃河三角洲地區(qū)的粘質(zhì)鹽土中加入引黃淤積泥沙,棉花(Gossypiumhirsutum)出苗率可達(dá)100%,明顯高于其他處理;在砂樣基質(zhì)中添加土壤改良劑(煅燒粘土、硅藻土、珍珠巖、草炭),匍匐翦股穎(Agrostisstolonifera)種子發(fā)芽勢(shì)有明顯提高。由此,改良土壤質(zhì)地能夠?yàn)橹参锓N子萌發(fā)創(chuàng)造更為有利的條件,在水土流失等生態(tài)惡地應(yīng)當(dāng)對(duì)土壤進(jìn)行改良,從而為種子萌發(fā)創(chuàng)造良好的條件。
研究發(fā)現(xiàn)[29-31],小麥(Tritiumaestivum)根長(zhǎng)在黏土、壤土中顯著高于砂土處理;紫穗槐(Amorphafruticosa)的主根、側(cè)根、下胚軸在黏土中生長(zhǎng)較好,而在沙土中生長(zhǎng)較差;砂壤土有利于柱花草(Stylosanthesguianensis)根系向深層生長(zhǎng),植株根系較長(zhǎng)、長(zhǎng)度根冠比較高。本研究結(jié)果表明,寬葉雀稗幼苗根長(zhǎng)、根冠比(長(zhǎng)度)隨著土壤細(xì)顆粒含量的減少而降低,這可能是由于土壤細(xì)粒較多,土壤保水能力較好且能夠形成良好的土壤結(jié)構(gòu),改善了土壤水肥氣熱組合,故促進(jìn)了寬葉雀稗幼苗根系的延伸與增長(zhǎng)。
小麥株高、植株含水量在黏土處理中顯著高于砂土處理[29];在基質(zhì)不淤積時(shí),大米草(Spartinaanglica)在粘土中的分株數(shù)、葉片數(shù)、根狀莖數(shù)、地上部生物量均高于混合土(粘土與沙土體積比為1∶1)處理[32]。另有研究發(fā)現(xiàn)[25,31,33],柱花草在壤土中株高、生物量較高;壤土最有利于花生(Arachishypogaea)有效果數(shù)、莢果與籽仁產(chǎn)量的增加;常溫條件下,腐殖土中水青樹(shù)幼苗子葉長(zhǎng)、莖長(zhǎng)均優(yōu)于生境土,沙土中幼苗的生長(zhǎng)情況最差。本研究結(jié)果表明,土壤粗顆粒含量較高時(shí),寬葉雀稗苗高較高、根長(zhǎng)較短,這可能是由于石礫等土壤粗顆粒含量較高時(shí),土壤通氣良好,根系活力良好,養(yǎng)分吸收效率高,從而促進(jìn)了植株地上部生長(zhǎng)。植株生物量的增加需要良好的土壤水熱組合,土壤配比Ⅲ、Ⅳ條件下,土壤粗細(xì)顆粒皆有且組合較優(yōu),為寬葉雀稗生物量的增加提供了良好條件,故幼苗地上部生物量、根生物量及根冠比在土壤配比Ⅲ、Ⅳ條件下較高。此外,寬葉雀稗幼苗多數(shù)生長(zhǎng)指標(biāo)在土壤顆粒配比間的差異達(dá)到顯著或極顯著水平,可見(jiàn)土壤顆粒配比對(duì)寬葉雀稗幼苗生長(zhǎng)有重要影響。
另有研究發(fā)現(xiàn)[27-28],在粘質(zhì)鹽土中加入引黃淤積泥沙,棉花產(chǎn)量較對(duì)照組增加值可達(dá)11.1%~16.7%;在中粗砂(0.25~0.50 mm粒徑含量為59.3%)為主的砂樣基質(zhì)中添加土壤改良劑,匍匐翦股穎幼苗根長(zhǎng)、根系生物量、地上部生物量均顯著高于砂樣對(duì)照組,同時(shí)幼苗在31 d出葉速度、單株分蘗數(shù)、垂直生長(zhǎng)速度、草坪蓋度顯著高于砂樣處理。土壤顆粒組成不同,影響土壤孔隙度、持水保水性、粘結(jié)力、土壤養(yǎng)分含量等土壤理化性狀,從而對(duì)植被生長(zhǎng)與恢復(fù)產(chǎn)生不同的效應(yīng)[17-20],在水土流失治理、邊坡治理中,可以通過(guò)改善土壤基質(zhì)以促進(jìn)植被生長(zhǎng)與恢復(fù)。
4結(jié)論
溫度和土壤顆粒組成交互作用,對(duì)寬葉雀稗種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)均有顯著影響。寬葉雀稗種子發(fā)芽與幼苗生長(zhǎng)需要適宜的溫度和土壤顆粒配比,溫度過(guò)高或過(guò)低不利于其發(fā)芽、生長(zhǎng),土壤粗顆粒含量較高時(shí)種子發(fā)芽情況較差,土壤粗細(xì)顆粒比例適中時(shí)幼苗生長(zhǎng)較好、生物量較高。在水土流失嚴(yán)重、土壤砂礫化程度較高的生境脆弱地區(qū),可選擇寬葉雀稗作為植被恢復(fù)先鋒草本植物,并對(duì)土壤進(jìn)行摻粘改良,從而為種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)創(chuàng)造更為有利的條件。